圆柱形容器的底面积为500cm2,其中装有水,水的深度为8cm,现将一质量为1.8kg、底面积为100cm2的长方体木块放入容器中,液面上升了2cm,如图所示:
求:
(1)木块对容器底的压强
(2)缓慢向容器中加水,至少再加入多少kg水,才能使木块对容器底的压强为零?
网友回答
解:(1)由题意可知,木块排开水的体积V=S木块h=100cm2×(8cm+2cm)=1000cm3=0.001m3,
木块对容器底的压力F=G-F浮=mg-ρ水gV=1.8kg×10N/kg-1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=8N;
木块对容器底的压强P===800Pa;
(2)当木块受到的浮力等于其重力时,木块对容器底的压强为零,
F浮′=mg=1.8kg×10N/kg=18N,
∵F浮′=ρgV′,
∴此时木块排开水的体积V′===0.0018m3,
木块排开水体积的变化△V=V′-V=0.0018m3-0.001m3=0.0008m3;
水面上升的高度△h′===0.08m,
加入水的质量m′=ρ(S容器-S木块)△h′=1×103kg/m3×(500×10-4m2-100×10-4m2)×0.08m=3.2kg,
答:(1)木块对容器底的压强是800Pa.
(2)缓慢向容器中加水,至少再加入3.2kg水,才能使木块对容器底的压强为零.
解析分析:(1)根据阿基米德原理求出木块受到的浮力,然后求出木块对容器底的压力,最后由压强公式求出木块对容器底的压强;
(2)当木块受到的浮力等于其重力时,木块对容器底的压强为零,求出木块排开水的体积然后求出接入水的质量.
点评:本题有一定难度,熟练应用浮力公式即可正确解题.